棉花优异纤维品质性状的双列杂交分析

利用5个具有不同纤维品质性状的品种(系)配制完全双列杂交组合20个,通过亲本和F1的2年随机区组试验,结果为除纤维整齐度受环境等因素影响较大,其余性状主要受遗传因素控制;在与环境的互作中,纤维强度和长度的互作效应小,麦克隆值的加性和母体效应及伸长率的显性效应与环境的互作较大,均达到了显著水平;遗传主效中,所有的研究性状不存在母体效应,以加性为主;强度与长度加性遗传率高,分别占77．6％和73．2％;麦克隆值的加性效应占45．2％,显性效应所占的比例在纤维性状中最高,为11．5％。纤维品质性状的群体平均优势仅麦克隆值的较高(3．2％),达到了显著水平,其余性状的优势仅为-0．4％-0．7％。纤维品质性状的遗传结果与杂种优势一致。在杂种优势利用时,可以通过双亲平均值的高低来预测F1的纤维品质表现。纤维强度、长度和细度的加性遗传率高,这些性状均可以早代选择。     

盐胁迫下棉花基因组基于毛细管电泳的MSAP分析

以棉花杂交种中棉所29为材料,用甲基化敏感扩增多态性(methylation sensitive amplification polymorphism,MSAP)分析法结合毛细管电泳检测技术进行甲基化鉴定,以初步探讨棉花耐盐的分子机理.应用24个引物组合,中棉所29在0.4%盐水胁迫及清水对照下,平均每引物组合检测甲基化位点数分别为69.2和56.7,差异达显著水平.盐胁迫下的DNA甲基化水平与清水对照下相比,52.6%位点表现出甲基化水平提高,即发生了超甲基化;19.7%位点甲基化水平降低,即表现为次甲基化;二者差异达极显著水平.研究结果表明,中棉所29盐胁迫后发生了广泛的DNA甲基化变化,包括超甲基化和次甲基化,以及其它甲基化类型的转变;发生超甲基化位点极显著地多于发生次甲基化位点.盐胁迫下的中棉所29与对照相比,DNA总体甲基化水平显著提高,暗示中棉所29有提高基因组甲基化水平以应对盐胁迫的潜在机制,棉花基因组整体甲基化水平的提高可能与棉花对盐胁迫的耐受性起重要作用.本研究中,甲基化序列的初步克隆及比对分析表明,盐胁迫前后多个ATP合成相关基因甲基化程度维持在同一水平,其表达不受甲基化影响,这也可能是中棉所29耐盐性较强,在一定时间盐处理后能维持正常生长的原因之一.     

棉花纤维品质性状主要由母体植株基因型决定

摘要: 以海岛棉海1为供体亲本, 中221、中棉所36(中36)两个陆地棉品种(系)为轮回亲本配制了两套杂交回交的组合: 中36×海1组合和中221×海1组合。通过对这2套组合的不同世代群体杂交铃、自交铃纤维品质性状的分析, 结果: 以分离群体BC₁F₁为父本, 轮回亲本中221、中36分别为母本时, 母体植株上的杂交铃(BC₂F₀)的纤维品质性状与父本BC₁F₁群体植株上自交铃的纤维品质性状之间在平均值、极差和变异系数上存在显著差异, 相关性不显著, 而与母本(轮回亲本)值接近; 又以分离群体BC₂F₁为母本, 轮回亲本中221、中36分别为父本, 母体植株上的杂交铃(BC₃F₀)纤维品质与母本BC₂F₁群体植株上自交铃的纤维品质性状在平均值、极差和变异系数上接近, 除整齐度以外, 纤维长度、比强度、麦克隆值和伸长率都达到了极显著的正相关。这些结果表明, 杂交铃的纤维品质偏向母体植株上的自交铃的纤维品质, 父本花粉的基因型对杂交当代种子上的纤维品质没有显著的影响, 杂交铃种子上的纤维品质主要由当代种子的表皮细胞基因型即母体植株基因型决定, 而当代种子胚的基因型作用不明显。     

陆地棉染色体片段代换系（BC5F3和BC5F3︰4）产量和纤维品质性状表现的初步评价

本研究以海岛棉海1为供体亲本,陆地棉中棉所36为轮回亲本构建了一套棉花染色体片段代换系,通过对BC5F3和BC5F3∶4这两个世代材料表型数据的分析,结果显示,同年份中与轮回亲本比较,群体各性状的极差和遗传变异系数都比较大;1942个BC5F3单株群体中衣分最高达49.57%,超轮回亲本比例为71.78%,纤维断裂比强度最高为36.5cN/tex;658个BC5F3∶4株行群体中纤维上半部平均长度最大值32.25mm,超轮回亲本比例为47.57%,断裂比强度最高达到32.2cN/tex,超轮回亲本比例为40.27%;通过相关性分析,主要产量性状和纤维品质性状在两个世代间呈极显著正相关,衣分与纤维长度及强度在群体内呈极显著负相关。这些结果表明,通过高代回交后连续自交得到的染色体片段代换系群体中存在丰富的遗传变异,含有大量具有丰产、纤维品质优异的单株,两个世代材料具有较好的一致性与稳定性;产量和品质同步改良还存在一定难度。本研究为进一步的近等基因系分析、基因克隆、基因聚合效应分析等储备了大量的研究材料。     

棉花高品质纤维性状的主基因与多基因遗传分析

利用主基因与多基因混合遗传模型联合分析方法 ,通过纤维强度不同的 5个亲本配制的 8个组合 ,研究了棉花主要纤维品质性状的遗传。联合分析发现 ,在不同性状不同组配方式的 14个组合中 ,有 12个存在主基因 ,表明了纤维性状主基因存在的普遍性 ,以F2∶3 家系的预测效果最好 ;双亲纤维品质性状均存在较大差异的组合——— 72 35×TM1F2 代强度主基因的遗传率为 0 .196 ,麦克隆值为 0 .32 0 ,长度为 0 .139,回交世代的主基因遗传率小。除纤维长度总的显性效应为较高的正值外 ,其余各纤维性状的主基因显性与多基因显性的总和为负值或接近 0 ,杂合状态下大多数纤维品质性状表型值会偏向中亲值或低亲值 ,单纯依靠表型选择效率低。因此 ,很有必要对棉花品质性状进行分子标记辅助育种选择     

陆地棉低酚棉种子品质性状的遗传及其杂种优势利用的研究

通过配制4个隐性无腺体品系（gl2gl2gl3gl3)作母本与5个显性无腺体品系（GL2^eGl2^3eGl3Gl3)杂交产生的20个组合的F2、F3,利用二倍体种子遗传模型,研究了棉花种子的含油量、蛋白质含量、油分指数、蛋白质指数等5个种子性状的遗传变异。结果表明所有研究的性状主要由加性遗传效应所控制,其中含油量主要由母体加性遗传效应所控。按群体平均数计算。这些性状F2的中亲优势仅为－1．99％－1．11％,这揭示出F2、F3近交衰退很少。有75％的F2和60％的F3天然授粉异交组合棉酚含量低于0．4g/kg,因此有可能筛选出棉酚含量低于规定标准、而种子品质不降低、可综合利用的F2高产杂交种。     

棉花高品质纤维性状QTLs的分子标记筛选及其定位

利用7235、TM-1亲本(P1、P2),以及(7235×TM-1)F1、F2(南京和美国2个环境)与F23(南京和海南2个环境)家系群体,根据F2与F23的纤维品质性状表现,构建了纤维强度、细度与长度的极值DNA混合池,通过221对SSR引物、1840个RAPD引物对亲本和极值DNA混合池筛选,共得到了13个多态性标记,其中8个标记可能与高强有关,1个标记与低强有关;3个标记与麦克隆值有关;1个与绒长有关.进一步通过F2分离群体检测,连锁分析表明与高强有关的8个标记(2个SSR标记和6个RAPD标记)紧密连锁,覆盖15.5cM.这一高强纤维的QTL,4个环境中均以FSR1933为最近,相距不超过0.6cM,能解释35%的F2变异,53.8%的F23的表型变异,是目前纤维强度单个QTL效应最大的,多个环境下稳定,可以直接用于标记辅助育种.单体测验表明,该在棉花的第10染色体上.麦克隆值的一个主效QTL标记FMR1603,在F2中能解释7.8%的变异,在F23中能解释25.4%的变异,同样表现环境稳定.纤维长度的一个标记FLR11550,在3个环境中预测到,最大能解释9.5%     

棉花育种行业创新与进展

对2017年国内外棉花遗传育种领域取得的重要研究进展进行了概括性评述。棉花基因芯片技术得到了广泛应用,一批重要产量、品质性状基因获得定位和克隆。棉花全基因组关联分析(GWAS)取得重大突破,陆地棉高密度遗传图谱构建取得重大进展,棉花芽黄、纤维品质性状基因的精细定位及克隆取得较大进展,在棉花转基因新方法、转基因抗虫、抗除草剂新材料等方面进展显著。文中并进一步结合我国棉花发展现状、未来趋势与所面临的机遇,提出了我国棉花发展应采取的一些对策。     

陆海BC_4F_3和BC_4F_(3:4)代换系纤维产量与品质的表型评价

对陆海BC4F3和BC4F3:4代换系群体的纤维产量与品质的表型性状进行初步评价分析,结果表明,群体代换系各性状平均值与轮回亲本中棉所45相近,但群体内部个体间仍存在丰富的遗传变异,其中不乏超越中棉所45的材料。从中筛选20个纤维品质突出单株(株行),2年的上半部平均长度高于30.00 mm,断裂比强度高于31.0 c N/tex,表现较好的一致性和稳定性,为进一步棉花纤维品质育种提供了选择材料。